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摘要：喷墨打印是将墨滴喷射到基材上形成图像的过程，具有按需打印、高速度、高质量、低价格、色彩宽容等优点。UV固化是指利用紫外线的能量，使油墨连结料的分子产生聚合，是固化墨滴的一种技术，具有干燥迅速，可在线作业；无挥发性溶剂，减少环境污染；节省能源消耗；印品稳定性好；停车时油墨不会凝固等优点。本文结合当前研究实况，就UV喷墨印刷技术的具体应用作一些探讨。
关键词：UV喷墨印刷；承印材料；UVLED技术；工艺操作
一、UV喷墨的优势
现在，喷墨印刷设备已经得到了人们广泛认可，其工作效率和印刷质量都非常高，能在多种承印物上进行彩色印刷。主要有以下几点优点：
（1）可满足各种印刷质量的要求，对多种材料有较好的附着能力，可快速固化，并可消除网点增大和糊版现象，同时可增加油墨印刷密度。
（2）UV固化油墨不会释放有机挥发物，印刷4u过程更环保，减少了操作人员接触有害污染物的机会。
（3）UV固化油墨不会在喷墨头处干涸，避免了很多麻烦，如清洗喷墨头、去除不溶物等令人头疼的问题。从理论上讲，由于不再需要等待溶剂挥发，无须使用大型干燥设备，因此，使用UV固化油墨可获得更高的生产速度。
UV喷墨印刷最主要的优势就在于它使用UV固化油墨，绿色环保，无毒，不含voc（挥发性有机化合物），即打即干，能够直接印刷在宽幅承印物上，可在玻璃、瓷砖、钢板、皮革、PVC板、地毯、亚克力板、门板和墙纸等材料上进行印刷。数字化无版特种印刷，为短版印刷带来了灵活性、高效率，突破了传统印刷的一些工艺限制，印制图像精致清晰，可完全达到1440dpi。
二、UV喷墨打印墨水
进行喷墨印刷的UV油墨主要有3种，即水基喷射墨、热熔喷射墨和低黏度喷射墨。
1.水基UV喷射墨
水基UV喷射墨是用水作为溶剂来降低油墨的黏度，其组分主要是UV固化树脂乳液。但这种技术有两个缺点：
其一，喷墨系统需要在UV光源照射前令油墨中的水分挥发。油墨中的水分是一个很恼人的问题，只有迅速地去除水分，才能防止产生网点增大、水分渗入承印物等印刷故障；而且如果水分不及时除去的话，油墨就不能很好地与承印物黏附，从而影响印刷品质量；其二，目前在光引发剂的分散方面还存在着一些技术上的困难。
2.热熔UV喷射墨
采用热熔UV喷射墨主要取决于大滴黏性墨滴的生成。使用这种喷射墨可以为柔性承印物印刷品带来很强的耐摩擦性和耐破性能，其生产的困难就是如何在油墨的稳定性和高温下的低黏性这两个对立面间找到平衡点。
3.低黏度UV喷射墨
低黏度UV喷射墨是由传统UV油墨改良的一种喷射墨。低黏度UV喷射墨是专为间歇式喷墨头开发研制出的，而高黏度的油墨通常与工业型喷墨头相配合印刷，如Spectra公司生产的墨头。
三、承印材料类型
虽然UV平板打印机承印材料非常广泛，但要考虑生产成本，另外承印材料厚度及材质也是有要求的。首先从墨水和设备操作维护成本考虑，UV喷墨打印成本高于普通喷墨打印，所以能用普通喷墨打印的首先选择普通喷墨打印。UV喷墨打印材料厚度最大一般50-100mm。其次，打印材料的受热性需要考虑。因为UV打印机配用专用的UV灯，有的UV灯的发热量很大，对于薄的PVC、有机玻璃板等材料打印时易受热变形。另外虽然打印平台有吸附定位功能，但宣传与现实有很大差距，打印时一定注意固定承印材料。同时，打印时还应考虑承印材料表面的平整性，并根据平整性设置打印力度参数。一般较平整的材料喷墨力度设置约100（不同品牌，此值不同），对于表面不平的承印材料，可适当提高至130左右，不能大高，否则影响打印头寿命和打印效果。部分承印材料表面打印前需要用清洗液擦拭来保持干净和去除静电，并在清洗液干后再进行打印，这样有利于确保每一墨滴得到准确的定位，保障精美的打印品质。
四、UVLED技术核心
在印刷领域中，UVLED技术的应用实为固化设备与其相配套的油墨、墨水。世界上第一款UVLED数码喷墨印刷系统，同时还是INX数字公司与LED专业固化的SummitUV公司展开合作所开发出的首款UVLED固化的油墨，而针对SummitUV公司而言，由其自主研发的“黑钻365系列”UVLED固化设备，在原先的印刷设备上，仅需加装UVLED固化装置，并且与专门的油墨相配合使用，便能比较好的实现对印刷设备UVLED的整体性升级改造。
在整个UVLED印刷系统当中，UVLED固化装置为其核心技术。针对传统类型的中压汞灯来讲，其波峰有3种，分别为303nm、313nm与365nm。且处于连续状态的光谱，自200nm至400nm，均有紫外线发射。现阶段，LED仅有若干较窄的波段能够发射紫外线，比如405nm、385nm及365nm等。受此影响，会对LED的使用范围造成较大限制。
在国外，许多研究者均在积极研发于中紫外范围内发射紫外线的新型LED技术，当前，已经成功研制了两个波长的芯片，即210nm与247nm，此成果的实际应用，有力推动着UVLED固化设备的发展，使其能够在诸多波长发射近似连续的光谱，因而能够对中压汞灯发射的连续光谱进行模拟。需要指出的是，无论是在设计还是在生产UVLED固化装置，均需要将LED处于工作状态下所释放的热量考虑在内，需根据实际需要，将冷却系统加装在上面。现阶段，大多假装的是比较实用且先进的空冷却和水冷却系统。需要强调的是，与印刷设备相对应的固化装置，因存在着较多模块，并且有着比较紧凑的金钩，所以，在对水冷却系统进行加装时，会使固化装置的总体设计难度增加，诸如韩国SMT公司、日本的岩田IWATA公司等，在研发生产UVLED固化装置方面，均处于领先地位。尽管国内在研发LED芯片方面已经取得了一定进展，但未能形成规模化生产，大多仍依赖进口。
UVLED油墨为了能够更好的预期固化装置的各类光谱特性相适应，也开始与普通UV油墨开始形成一定差异，其中，囊括诸多先进技术的是光引发剂。针对传统的UV油墨来讲，通常情况下，所采用的光引发剂的吸收区间比较矿难。在对搭配进行实际选择时，需要将光引发剂与颜料对紫外光所存在的争夺考虑在内，所以，针对光引发剂而言，其吸收峰以处于颜料吸收紫外光比较若的透光窗口为佳。而针对LED固化装置来讲，其仅发射一些特定波长的紫外光，而且还存在着比较窄的光谱，这便需LED光引发剂不仅要有比较高的反应效率，而且还需要有更强的吸光能力，与此同时，对于吸收峰而言，需要匹配于发射波长。现阶段，国内在研究光引发剂方面，已经获得了许多实质性进展，并且还申请了许多专利。
五、UV平板喷墨印刷工艺操作
1.正确开关机
UV喷墨打印机开关机顺序非常重要，否则会产生一系列问题。
（1）开机前要做好卫生工作，杜绝灰尘对机器和喷头的危害。室内空调温度控制在25℃左右。开机先开控制软件，打开软件后注意查看喷头供墨状态，严禁喷头长期处于缺墨状态，检查墨水是否够用，及时更换墨水，避免墨管内抽进空气。
（2）关机也要遵循软件优先的顺序，先关控制软件，然后关作图软件，再关电脑，最后关机器并放下遮盖。关机前，确保打印头回到初始位置（打印机在暂停状态下，打印头自动回到初始位置）。这样一方面可以避免下次开机时打印机重新进行清洗喷头操作浪费墨水，另外一方面因为喷头在初始位置可受到保护罩的密封，使喷头不易堵塞。禁止带电插拔打印机电缆，这样会损坏打印机的打印口以及PC的并行口，严重的甚至会损坏PC的主板。
2.喷头高度设置
喷头是UV喷墨打印机的核心精密部件，打印时切不能触碰承印物，所以在喷印时，一定要正确且小心调整喷头到恰当的高度。喷头高度设置首先考虑不同型号的喷头喷射力是不同的，一般2mm左右为最佳。对不同厚度的承印材料，应合理调节喷头的高度。若喷头太低，易使喷头堵塞，影响图案颜色；若喷头太高，墨水随着喷头的左右移动而飘散，印出的图案边界模糊，精度较差，色彩也不够鲜艳。例如，承印物表面凸凹不平时，喷头高度应比正常稍高些，以防承印材料碰到打印头；又如对于透明材料，检测高度的装置作用受限，这时一定认真目测并小心控制高度调节按扭，先粗调，再微调，宁可高度设置偏大，切不可偏小，以防触碰打印头，也可在透明材料侧面粘贴不透明标签帮助打印机自动检测高度。
3.UV灯类型及干燥频率设置
当前，UV平板喷墨打印机上的UV灯有两种类型：UV汞灯和LEDUV灯，用户一定要对所用打印设备的UV灯有所了解。汞灯能发射波长范围较宽的紫外线和辐射热能的红外线，其不能随时快速开关，输出功率也会随着时间而衰减，使用约1000h后即需更换。UV类型的LED灯一般专门用于工业固化，价格较高。LED灯产生的紫外线波长范围有限，不会产生红外线，因此印刷承印材料不会处于高温状态，承印材料应用范围更广。与汞灯相比，LEDUV灯有其显著优势，LED灯的能耗远低于汞灯，而且功率衰减缓慢，它可以随时快速开关而不会对灯管造成损伤。如果保养得当，LED灯可以使用多年，几乎与印刷机的使用寿命相当。LEDUV固化技术还可实现汞灯固化所不能完成的应用。例如带有不透明白底的活件可以增加LED灯的强度，提高干燥性能，但LED灯运行时仍需要空气冷却或水冷处。汞灯也有它的优势，其功率高，高速UV喷墨印刷时网点更锐利，固化更彻底，印品不易蹭脏。
其次，由于不同的UV墨水在不同波长紫外线下的固化是不同的，所以UV灯一定与所用墨水相匹配。好的UV灯应确保额定全功率输出。因为不同功率的UV灯放射出来的光线是不一样的，它涉及紫外线的利用率和转化率，以确保紫外线频率同步与墨水的稳定性和长久性，真正做到即打即干和墨层内部深层次的干燥。假如UV灯的功率过低，易导致UV墨固化不彻底，这时需要调高UV灯的功率。如果调高后UV灯功率仍不理想，则需要更换更大功率的UV灯。另外，对于LEDUV灯，打印参数设置时应根据墨层厚度、UV灯性能和出墨量合理设置LEDUV灯亮的频次，频次指喷头每打印几行UV灯亮一次，一般墨层越厚，例如打印浮雕图案加白墨堆积厚度时，频次可设置低些来加速干燥。
结语
UV喷墨印刷是一个相对较新的概念，但它以绝对的优势已经让人们看到了其美好的未来。虽然原材料和固化设备价格昂贵、油墨刺激性强等问题也是UV喷射墨的发展阻力，相信这些问题会推动研究人员开发UV喷射墨的进度。UV油墨必将以其环保和生产上的优势取代其他喷射墨。随着世界环保呼声的日益升高和数码技术的不断进步，UV喷射墨必将获得更大的发展。
参考文献：
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